为什么 Prolog 的否定失败不被视为逻辑否定？

Question

在许多 Prolog 指南中，以下代码用于说明 Prolog 中的“失败否定”。

not(Goal) :- call(Goal), !, fail. 
not(Goal).

但是，这些相同的教程和文本警告说，这不是“逻辑否定”。

问题：有什么区别？

我尝试进一步阅读这些文本，但他们没有详细说明其中的区别。

Answer 1

我喜欢@TesselationHeckler 的回答，因为它指出了问题的核心。您可能仍然想知道，这对于 Prolog 来说更具体意味着什么。考虑一个简单的谓词定义：

p(something).

从根本上来说，我们得到了查询的预期答案：

?- p(something).
true.

?- \+ p(something).
false.

?- p(nothing).
false.

?- \+ p(nothing).
true.

当变量和替换发挥作用时，问题就开始了：

?- \+ p(X).
false.

p(X)

并不总是假的，因为

p(something)

是真的。到目前为止，一切都很好。让我们用等式来表达替换，并检查是否可以这样导出

\+ p(nothing)

：

?- X = nothing, \+ p(X).
X = nothing.

在逻辑上，目标的顺序并不重要。但是当我们想要导出重新排序的版本时，它失败了：

?- \+ p(X), X = nothing.
false.

与

X = nothing, \+ p(X)

的区别在于，当我们到达那里的否定时，我们已经统一了

X

，这样 Prolog 就会尝试导出我们知道为真的

\+p(nothing)

。但在另一个顺序中，第一个目标是更一般的

\+ p(X)

，我们看到它是错误的，让整个查询失败。

这当然不应该发生——在最坏的情况下，我们会期望不终止，但永远不会失败而不是成功。

因此，我们不能再依赖对子句的逻辑解释，而必须在涉及否定时立即考虑 Prolog 的执行策略。

Answer 2

有几个原因，

实例化不足

目标

not(Goal_0)

将会失败，当且仅当执行此

Goal0

时not/1

在时间点

成功。因此，它的含义取决于执行该目标时恰好出现的实例。改变目标的顺序可能会改变not/1

的结果。所以合取是不可交换的。

有时这个问题可以通过重新编写实际查询来解决。

防止错误答案的另一种方法是检查目标是否“充分实例化”，通过检查“

ground(Goal_0)”是否为真，否则会产生实例化错误。这种方法的缺点是经常会产生实例化错误，而人们不喜欢它们。

甚至还有一种方法是适当延迟

Goal_0

的执行。提高这种方法的粒度的技术称为“构造性否定”。您会发现很多关于它的出版物，但它们还没有进入通用 Prolog 库。原因之一是，当存在许多延迟目标时，此类程序特别难以调试。

当将 Prolog 的否定与约束结合起来时，事情会变得更糟。想想 

X#>Y,Y#>X 没有解决方案，但 not/1

只看到了它的成功（即使成功是有条件的）。

语义歧义

如果普遍否定，Prolog 认为存在“恰好一个最小模型”的观点不再成立。只要只考虑分层程序，这就不是问题。但是有许多程序没有分层但仍然是正确的，例如实现否定的元解释器。一般情况下有几个最小模型。解决这个问题远远超出了 Prolog 的范围。

学习 Prolog 时，首先

坚持纯粹、单调的部分。这部分比许多人预期的要丰富得多。无论如何你都需要掌握这一部分。

逻辑主张：“有一只黑天鹅”。

Answer 3

• 找到黑天鹅是对黑天鹅存在的有力支持。

• 逻辑否定：“不存在黑天鹅”。

Prolog 否定：“

我还没有发现

黑天鹅”。
这并不能有力地支持这一主张。 “你看过吗？你看过那边吗？”逻辑版本在任何地方都没有黑天鹅的空间，Prolog 版本的代码质量可能很差，搜索整个地球到天鹅大小区域的计算限制，停止搜索之前花费多长时间的时间限制；它为代码未找到的黑天鹅留下了空间。最坏的情况是周围都有黑天鹅，但代码中的错误意味着它没有在任何地方进行搜索。

• 逻辑否定不需要任何人去寻找任何地方，该主张独立于任何证据或反驳。 Prolog 逻辑纠结于 Prolog 可以使用你编写的代码证明什么，不能证明什么。